Услуги и решения

Автоматизация объектов ЖКХ

Одним из крупнейших потребителей энергоресурсов является жилищно-коммунальное хозяйство города. В настоящее время деятельность жилищно-коммунального хозяйства сопровождается весьма большими потерями энергоресурсов, как самими коммунальными предприятиями, так и другими потребителями. Важным элементом жилищно-коммунальной реформы является энергосбережение, которое может реально уменьшить ассигнование бюджета города в ЖКХ и снизить динамику увеличения расходов населения на оплату потребления энергоресурсов, при одновременном улучшении качества коммунального обслуживания.

Основные направления развития энергосбережения в городе в области автоматизации.

Экономия расходования ресурсов и снижение теплопотерь:

установка станций группового управления насосами ЦТП с приборами учета и регулирования тепловой и электрической энергии, воды. Создание системы управления и сбора информации;
установка систем регулирования мощности электродвигателей вентиляторов котлов котельных. Оптимизация процессов горения на котлах и внедрение оптимальных автоматизированных графиков регулирования;
автоматизация процессов водоподготовки и транспорта воды.

Учет и регулирование потребления энергоресурсов и воды:

установка групповых приборов учета энергоресурсов;
создание автоматизированной системы регулирования и сбора информации;
установка интеллектуальных многофункциональных приборов учета электроэнергии.

Создание автоматизированной системы оперативно-диспетчерского контроля и учета потребления энергоресурсов и воды.

Совокупность всех систем учета потребления энергоресурсов, соединенная в единый учетный комплекс коммунальных платежей и составляет Единую автоматизированную систему учета потребления энергоресурсов по ЖКХ города. Преимущества, которые дает автоматизированная система учета потребления энергоресурсов:

возможность мгновенного контроля и учета за расходом энергоресурсов на выработку тепловой энергии, воды;
сравнение баланса выработанной и потребленной энергии, определение и учет технологических потерь;
проведение автоматизированного расчета между энергоснабжающими и жилищными организациями;
последующий выход на банковскую систему расчета с бытовыми потребителями;
контроль работы энергоснабжающих предприятий с единого центра;
оптимальный расчет стоимости вырабатываемых энергоресурсов;
переход на более высоко интеллектуальный уровень организации производства;
объединение локальных учетных систем предприятий жилищно-коммунального комплекса в единое целое.

Для выполнения поставленных задач были разработаны «Основные направления по совершенствованию энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве (программа энергосбережения).
Внедряемая поэтапно система учета потребления энергоресурсов по предприятиям ЖКХ города включает в себя следующие объекты с параметрами, подлежащими учету и управлению:
Водозаборные станции:

расход воды;
расход электроэнергии;
управление насосными агрегатами.

Водоочистные станции:

расход воды;
расход электроэнергии.

Котельные города:

расход газа;
расход воды;
расход тепловой энергии;
расход электроэнергии;
регулирование производительности дутьевого вентилятора котла.

Центральные тепловые пункты (ЦТП):

расход воды;
расход тепловой энергии;
расход электроэнергии;
регулирование потребления тепловой энергии;
регулирования давления горячей и холодной воды на выходе из ЦТП.

Жилые дома (ИТП):

расход воды;
расход тепловой энергии;
расход электроэнергии;
регулирование потребления тепловой энергии.

Внедряемая единая автоматизированная система ЖКХ состоит из отдельных подсистем для групп объектов автоматизации. Каждая подсистема имеет свой локальный интерфейс для операторского и обслуживающего персонала, а также локальные системы управления и регулирования процесса. Данные со всех подсистем объединяются в центральной базе данных ЖКХ в месте сбора информации. Все пользователи, заинтересованные в получении какой-либо информации о ЖКХ имеют авторизованный доступ к центральной БД.

В качестве каналов передачи информации между объектами автоматизации и для доступа пользователей системы к центральной БД ЖКХ используются два вида связи:

Цифровые УКВ — радиостанции DataRadio (скорость обмена 9600 бод)
Этот вид связи использован для сбора информации с ЦТП и жилых домов. Центральная мастер-стация установлена в непосредственной близости от сервера сбора данных в центральную БД. Ведомые станции установлены на каждом ЦТП и в жилом доме. Сервер сбора информации ведет последовательный опрос всех узлов и запись полученных данных в центральную БД.

RadioEthernet — оборудование (скорость обмена 10 Мбод)
Используется для обмена информацией с котельными и водозаборной станцией, а также для предоставления информации из центральной БД группам пользователей системы (ЛВС организаций).

Dial-Up – соединения (скорость обмена до 57600 Мбод)
Используется для доступа к информации из центральной БД одиночных пользователей во временном режиме по обычной телефонной линии через модемы.

Пользователями системы являются предприятия, задействованные в процессах производства, распределения и потребления энергоресурсов:
1. Предприятие теплоснабжения
2. Водоканал
3. ПРЭТ
4. Горэлектросеть
5. Нордгазсервис

Предприятие теплоснабжения является производителем тепловой энергии, а также осуществляет ее распределение по теплосетям. В его ведении находятся котельные, тепловые сети и ЦТП.
Водоканал поставляет воду на котельные для систем отопления, а также питьевую воду на ЦТП.

ПРЭТы организуют эксплуатацию внутридомовых сетей и ведут расчеты с конечными потребителями.

Горэлектросеть является поставщиком электроэнергии на все объекты городского хозяйства.

Нордгазсервис поставляет газ на котельные города.

Информация пользователям системы предоставляется в виде мнемосхем, отчетов, графиков через стандартный ВЭБ — браузер Microsoft Internet Explorer.

Этапы реализации системы.

В настоящее время система охватывает 5 котельных и 15 ЦТП. Основные пользователи – МУП Теплоснабжение, Горэлектросеть и административный персонал ЖКХ.

Автоматизированная система управления котельной

Система предназначена для автоматического регулирования производительности дутьевого вентилятора котла и учета расхода энергоресурсов.
Реализованная система автоматического регулирования производительности дутьевого вентилятора котла позволяет в автоматическом режиме в соответствии с режимной картой соответствия «давление топливного газа – давление нагнетаемого воздуха» изменять давление нагнетания воздуха при различных нагрузках котла.

Давление газа перед горелками (3шт) контролируется датчиками разности давлений Сапфир-22М-ДД. Давление нагнетания воздуха контролируется датчиком Сапфир-22М-ДД. Аналоговые сигналы от датчиков давления снимаются и обрабатываются промышленным контроллером фирмы BECKHOFF. Контроллер сравнивает значения давления газа и воздуха с зависимостью, отраженной в режимной карте, определяет соответствующую данному моменту уставку давления воздуха и формирует по «обратной связи» с давлением воздуха управляющий сигнал на частотно-регулируемый привод (ЧРП). Таким образом, поддержание зависимости режимной карты осуществляется путем соответствующего изменения выходной частоты ЧРП и изменения частоты вращения электродвигателя вентилятора.

Кроме того, предусмотрена возможность дополнительного введения в функцию управления вентилятора корректирующего сигнала от анализатора качества горения АРК-2, т.е. при отклонении содержания избыточного кислорода в дымовых газах от установленной величины ЧРП дополнительно увеличивает или уменьшает частоту вращения вентилятора.

Данная корректирующая функция может быть основной составляющей процесса регулирования, т.к. главным фактором, определяющим максимальную теплопроизводительность котла и минимум вредных выбросов в атмосферу, является оптимальное содержание избыточного кислорода в дымовых газах, а режимная карта соответствия действительна для конкретного химического состава топливного газа и при его изменении должна корректироваться.

Регулирование производительности дутьевого вентилятора осуществляется за счет автоматического изменения частоты вращения вентилятора с помощью установленного частотно-регулируемого привода.

Параметры учета энергоресурсов:

учет тепла на собственные нужды;
учета пара, исходная вода;
учета газа;
учета тепла выпуск I и выпуск II теплосети на город;
учет электроэнергии.

Для учета перечисленных параметров используются: теплосчетчики СПТ961, корректор газа СПГ761 и счетчики электроэнергии «Евро-Альфа», подключаемые к контроллеру системы. Данные собираются и обрабатываются на локальном ПК оператора и передаются на центральный сервер БД ЖКХ.

Экономия электроэнергии после внедрения системы составляет 274656 квт, это примерно 38%.

Автоматизированная система управления ЦТП

Внедренная на ЦТП (центральный тепловой пункт) автоматизированная система учета тепла, воды и управления насосами горячего и холодного водоснабжения реализована с учетом двух концептуальных направлений:

автоматизация управления насосов холодной и горячей воды на базе частотно-регулируемых приводов, мягких пускателей и промышленного контроллера фирмы BECKHOFF;
учет и диспетчерский контроль тепла, расходуемого на отопление и подготовку горячей воды, а также учет и диспетчерский контроль потребляемой горячей и холодной воды, а также потребляемой электроэнергии.

Система автоматизированного управления работой насосов предназначена для регулирования давления горячей и холодной воды на выходе из ЦТП и, в отличие от существующей релейной схемы управления насосов, обеспечивает стабильность давления, надежность пуска насосов, увеличение межремонтного пробега и дополнительную экономию потребляемой электроэнергии (что подтверждено результатами испытаний).

Функция управления осуществляет программно-логический контроллер,способный распознавать и предотвращать аварийные ситуации, такие какзаклинивание или пропадание нагрузки на валу насоса, выход из строя илиотключение датчика давления, падение давления на всасе и выкиде насосоввследствие порывов трубопроводов, неисправность ЧРП и т.д. Во всех аварийныхситуациях контроллер осуществляет остановку соответствующих насосов.Для учета расхода энергоресурсов в составе ЦТП предусмотрены:

прибор учета тепла и количества теплоносителя, подаваемого в систему отопления домов, входящих в зону охвата данного ЦТП;
прибор учета тепла и количества теплоносителя, возвращаемого из системы отопления домов;
прибор учета тепла и горячей воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения домов;
прибор учета тепла и горячей воды (циркуляционной воды), возвращаемой из системы горячего водоснабжения домов;
прибор учета холодной воды, подаваемой на обслуживаемые дома;
прибор учета потребляемой электроэнергии.

Наличие программно-логического контроллера позволяет помимо выполнения функций регулирования осуществлять обработку информации от всех датчиков, ее сортировку и передачу на верхний уровень в центральную БД ЖКХ.

Экономическая эффективность от внедрения автоматизированной системы учета, регулирования и управления складывается из экономии электроэнергии, за счет частотного регулирования электроприводом, экономии тепловой энергии на нагрев горячей воды.
Экономия в условном топливе составляет – 2304 тонн (расчет экономической эффективности производился для трех ЦТП, оснащенных системой в 2008-2010 гг.).